Ухаалаг цэцэрлэг "SmartHorta": 9 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:03

Сайн байна уу залуусаа, Энэхүү зааварчилгаа нь коллежийн коллежийн ухаалаг ургамлын цэцэрлэгжүүлэлтийн төслийг танилцуулж, ургамлыг автоматаар усалдаг бөгөөд гар утасны програмаар хянах боломжтой юм. Энэхүү төслийн зорилго нь гэртээ тарих хүсэлтэй боловч өдөр бүр арчилгаа, услах цаг зав гардаггүй үйлчлүүлэгчдэд үйлчлэх явдал юм. Хорта нь португали хэлээр ногооны цэцэрлэг гэсэн утгатай учраас бид "SmartHorta" гэж нэрлэдэг.

Энэхүү төслийг боловсруулалтыг Холбооны Технологийн Парана Их Сургуулийн (UTFPR) Интеграцийн төслийн чиглэлээр батлуулахаар явуулсан болно. Мехатроникийн механик, электроник, хяналтын инженерчлэл зэрэг хэд хэдэн чиглэлийг нэгтгэх зорилго тавьжээ.

UTFPR -ийн профессор Сержио Стебел, Гилсон Сато нарт миний хувийн талархал. Мөн энэ төслийг бүтээхэд тусалсан дөрвөн ангийн найзууддаа (Аугусто, Фелипе, Микаэл, Ребека).

Бүтээгдэхүүн нь цаг агаарын таагүй байдлаас хамгаалж, хортон шавьж, салхи, хүчтэй борооноос хамгаалах үйлчилгээтэй. Үүнийг хоолойгоор дамжуулан усны саваар тэжээх шаардлагатай. Санал болгож буй загвар нь гурван үйлдвэрт тохирсон загвар боловч илүү олон ваар болгон өргөжүүлж болно.

Үүнд лазер хайчлах, CNC тээрэмдэх, 3D хэвлэх гэсэн гурван үйлдвэрлэлийн технологийг ашигласан. Автоматжуулалтын хэсгийн хувьд Arduino -ийг хянагч болгон ашигладаг байсан. Bluetooth модулийг харилцаа холбооны зориулалтаар ашиглаж, MIT App Inventor -ээр дамжуулан Андройд аппликейшн бүтээжээ.

Бид бүгд 9.0 -тэй ойролцоо үнэлгээтэй тэнцсэн бөгөөд ажилд маш их баяртай байна. Маш инээдтэй зүйл бол хүн бүр энэ төхөөрөмж дээр хогийн ургамал тарих талаар боддог, яагаад гэдгийг нь мэдэхгүй байна.

Алхам 1: Үзэл баримтлалын дизайн ба бүрэлдэхүүн хэсгийн загварчлал

Угсрахаас өмнө бүх эд ангиудыг SolidWorks ашиглан CAD дээр загварчилж, загварчилсан бөгөөд бүх зүйл төгс тохирсон эсэхийг шалгасан болно. Зорилго нь төслийг бүхэлд нь машины тэвшинд багтаах явдал байв. Тиймээс түүний хэмжээг хамгийн ихдээ 500 мм гэж тодорхойлсон. Эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг үйлдвэрлэхэд лазер хайчлах, CNC тээрэмдэх, 3D хэвлэх технологийг ашигласан. Мод, хоолойн зарим хэсгийг хөрөө хайчилж авав.

Алхам 2: Лазер хайчлах

Лазер зүсэлтийг 1 мм зузаантай цайрдсан AISI 1020 ган хуудсан дээр хийж, 600 мм х 600 мм хэмжээтэй болгож, дараа нь 100 мм -ийн хавтангаар нугалав. Суурь нь хөлөг онгоц болон гидравлик хэсгийг байрлуулах үүрэгтэй. Тэдний нүхийг дэмжих хоолой, мэдрэгч, цахилгаан соронзон кабель дамжуулах, хаалганы нугасанд тааруулахад ашигладаг. Түүнчлэн лазер зүсэлт нь хоолойнуудыг дээвэрт оруулах зориулалттай L хэлбэртэй хавтан байв.

Алхам 3: CNC тээрэмдэх машин

Servomotor бэхэлгээг CNC тээрэмдэх машин ашиглан үйлдвэрлэсэн. Хоёр модыг боловсруулж, дараа нь нааж, модон шаваасаар бүрсэн. Жижиг хөнгөн цагаан хавтанг моторыг модон тулгуурт байрлуулахаар боловсруулсан. Серво эргүүлэх хүчийг тэсвэрлэх бат бөх бүтцийг сонгосон. Ийм учраас мод маш зузаан байдаг.

Алхам 4: 3D хэвлэх

Ургамлыг зөв услах, хөрсний чийгшилийг илүү сайн хянах зорилгоор энэхүү суурийг нийлүүлэх хоолойноос усыг шүршигч рүү чиглүүлэх бүтэц зохион бүтээжээ. Үүнийг ашигласнаар шүршигч нь ургамлын навчны оронд үргэлж хөрстэй (доошоо 20 градусын налуутай) байрласан байв. Үүнийг тунгалаг шар өнгийн PLA дээр хоёр хэсэгт хэвлээд дараа нь самар, боолтоор угсарчээ.

Алхам 5: Гар хөрөө

Дээврийн модон хийц, хаалга, PVC хоолойг гар аргаар хайчилж, модон дээврийн бүтцийг цоолж, зүлгэж, өрөмдөж, дараа нь модон эрэг ашиглан угсарчээ.

Дээвэр нь мөнхийн тунгалаг шилэн хуудас бөгөөд шилэн хайчлах тусгай гильотиноор хайчилж, дараа нь өрөмдөж модонд шураг ашиглан бэхлэв.

Модон хаалгыг цохиж, зүлгэж, өрөмдөж, модон боолтоор угсарч, модон массаар бүрж, дараа нь ширүүн бороо, шавьжнаас ургамлыг гэмтээхгүйн тулд үдэгчтэй шумуулын тор тавьжээ.

PVC хоолойг зүгээр л гар хөрөө болгон хайчилж авав.

Алхам 6: Гидравлик ба механик бүрэлдэхүүн хэсгүүд ба угсралт

Дээвэр, суурь, толгой, хаалгыг үйлдвэрлэсний дараа бид бүтцийн хэсгийг угсрах ажлыг үргэлжлүүлнэ.

Эхлээд бид хоолойн хавчаарыг L ба тавцан дээр самар, боолтоор холбож, дараа нь дөрвөн PVC хоолойг хавчаарт суулгана. Та дээврийг L хуудас руу шургуулсны дараа хаалга, бариулыг самар, боолтоор шургуулна. Эцэст нь та гидравлик хэсгийг угсрах хэрэгтэй.

Гэхдээ анхаарлаа хандуулаарай, бид усны алдагдал гарахгүйн тулд гидравлик хэсгийг битүүмжлэх талаар санаа зовох ёстой. Бүх холболтыг утас чигжээс эсвэл PVC цавуугаар битүүмжилсэн байх ёстой.

Хэд хэдэн механик болон гидравлик эд ангиудыг худалдаж авсан. Доорх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг жагсаав.

- Услалтын багц

- 2х бариул

- 8x нугас

- 2x 1/2 PVC өвдөг

- 16х 1/2 инчийн хоолойн хавчаар

- 3х өвдөг 90º 15мм

- 1м хоолой

- 1х 1/2 цэнхэр гагнах ханцуйвч

- 1х 1/2 цэнхэр гагнах боломжтой өвдөг

- 1х урсгалтай хөх

- 3x хөлөг онгоц

- 20х модон шураг 3.5х40мм

- 40x 5/32 боолт ба самар

- 1 м шумуулын дэлгэц

- PVC хоолой 1/2"

Алхам 7: Цахилгаан ба электрон эд анги, угсралт

Цахилгаан болон электрон эд ангиудыг угсрахын тулд утсыг зөв холбох талаар санаа зовох хэрэгтэй. Хэрэв буруу холболт эсвэл богино холболт үүссэн бол солиход цаг хугацаа шаардагдах үнэтэй эд ангиудыг алдах болно.

Arduino -ийг холбох, нэвтрэх ажлыг хөнгөвчлөхийн тулд бид бүх нийтийн самбар бүхий бамбай үйлдвэрлэх ёстой бөгөөд ингэснээр Arduino Uno дээр шинэ кодыг устгах, татаж авах, олон утас тарахаас зайлсхийх нь илүү хялбар болно.

Соленоид хавхлагын хувьд Arduino -ийн оролт/гаралт болон бусад эд ангиудыг шатаах аюулаас өөрийгөө хамгаалахын тулд реле хөтөчийн хувьд хамгаалалтын хамгаалалттай хавтанг хийх ёстой. Цахилгаан соронзон хавхлагыг ажиллуулахдаа болгоомжтой байх хэрэгтэй: усны даралт байхгүй үед асааж болохгүй (эс тэгвэл шатаж болно).

Чийгшлийн гурван мэдрэгч нь зайлшгүй шаардлагатай боловч дохионы нөөцийг нэмэгдүүлэхийн тулд та нэмж болно.

Хэд хэдэн цахилгаан болон электрон эд ангиудыг худалдаж авсан. Дараахь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг жагсаав.

- 1 удаа Arduino Uno

- 6 удаа хөрсний чийг мэдрэгч

- 1x 1/2 127V цахилгаан ороомог хавхлага

- 1х сервомотор 15кг см

- 1х 5в 3А эх үүсвэр

- 1х 5в 1А эх үүсвэр

- 1х Bluetooth модуль hc-06

- 1х бодит цагийн цаг RTC DS1307

- 1х реле 5v 127v

- 1x 4n25 хазайлттай оптик холбогч

-1х тиристор bc547

- 1x диод n4007

- 1х эсэргүүцэл 470 ом

- 1х эсэргүүцэл 10к Ом

- 2х бүх нийтийн хавтан

- 3 залгууртай 1х цахилгаан зурвас

- 2х эрэгтэй залгуур

- 1х залгуур p4

- 10м 2 талт кабель

- 2м интернэт кабель

Алхам 8: C Arduino програмчлах

Arduino програмчлал нь үндсэндээ "n" ваарны хөрсний чийгийн хяналтыг гүйцэтгэх явдал юм. Үүний тулд ороомог хавхлага ажиллуулах шаардлагууд, мөн servo моторын байршил, процессын хувьсагчдыг унших шаардлагатай.

Та хөлөг онгоцны хэмжээг өөрчилж болно

#тодорхойлох QUANTIDADE 3 // Quantidade de plantas

Та хавхлага нээлттэй байх хугацааг өөрчилж болно

#TEMPO_V 2000 оныг тодорхойлно уу // Цаг хугацаа

Та хөрсийг чийгшүүлэх хүртэл хүлээх хугацааг өөрчилж болно.

#TEMPO 5000 -ийг тодорхойлно уу.

Та үйлчлэгчийн саатлыг өөрчилж болно.

#define TEMPO_S 30 // Сервог хойшлуул.

Хөрсний чийг мэдрэгч бүрийн хувьд хуурай хөрс, бүрэн чийглэг хөрсөнд өөр өөр хүчдэл байдаг тул та энэ утгыг энд туршиж үзэх хэрэгтэй.

umidade [0] = газрын зураг (umidade [0], 0, 1023, 100, 0);

Алхам 9: Мобайл апп

Энэхүү програмыг төслийн хяналт, тохиргооны функцийг гүйцэтгэх зорилгоор MIT App Inventor вэбсайт дээр боловсруулсан болно. Гар утас ба хянагч хооронд холболт хийсний дараа програм нь гурван ваар тус бүрийн чийгшил (0 -ээс 100%) болон одоогоор хийгдэж буй үйл ажиллагааг бодит цаг хугацаанд харуулдаг: зогсолтын горимд байж сервомоторыг хөдөлгөж зөв байрлал эсвэл ваарны аль нэгийг услах. Ваар бүрийн ургамлын төрөл тохиргоог мөн апп дээр хийсэн бөгөөд тохиргоо нь есөн ургамлын төрөлд (шанцайны ургамал, гаа, лаврын, амтат чинжүү, розмарин, цэцэгт байцаа, бууцай, усан даршилга, гүзээлзгэнэ) бэлэн болжээ. Эсвэл та жагсаалтад ороогүй ургамлын услах тохиргоог гараар оруулж болно. Жагсаалтанд орсон ургамлуудыг манай прототип дээрх шиг жижиг саванд ургуулахад хялбар байдаг тул сонгосон.

Аппыг татаж авахын тулд та эхлээд гар утсан дээрээ MIT App Inventor програмыг татаж аваад wifi -г асаах хэрэгтэй. Дараа нь та компьютер дээрээ MIT -ийн https://ai2.appinventor.mit.edu/ вэбсайтад нэвтэрч, SmartHorta2.aia төслийг импортолж, дараа нь гар утсаа QR кодоор холбох хэрэгтэй.

Arduino -г ухаалаг гар утсанд холбохын тулд та утсан дээрээ bluetooth -ийг асааж, arduino -г асаагаад төхөөрөмжийг хослуулах хэрэгтэй. Энэ бол та SmartHorta -тай аль хэдийн холбогдсон байна!